本文關鍵詞：一類基于輸入時滯方法的網絡控制系統(tǒng)H_∞控制

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【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展和生產規(guī)模的擴大,控制過程也日趨復雜,其復雜特性主要表現(xiàn)為:系統(tǒng)結構參數(shù)具有時變、強耦合、極度非線性、不確定性和多樣性等。這些因素都為控制理論的研究提出了更高的要求。相對于傳統(tǒng)的點對點控制系統(tǒng),網絡控制系統(tǒng)作為一種空間分布式的反饋控制系統(tǒng),其數(shù)據信號傳輸是通過網絡通信通道參與完成的,所以網絡控制系統(tǒng)存在著上述某些復雜的特點。針對網絡控制系統(tǒng)的研究,吸引了廣大學者,也取得了很多研究成果,但仍有很多問題需要結合實際情況加以研究分析,還有一些不完善的地方需要深入思考解決。本文主要采用輸入時滯方法對線性網絡控制系統(tǒng)的H_∞穩(wěn)定性分析和控制器設計問題進行研究,并利用Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型對非線性網絡控制系統(tǒng)進行H_∞穩(wěn)定性分析以及控制器的設計。本文主要從以下幾個方向開展研究工作:(1)采用輸入時滯方法對線性網絡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析并給出控制器設計。首先給出基于網絡控制的線性時不變系統(tǒng)模型,該系統(tǒng)模型考慮到網絡誘導時滯和數(shù)據丟包現(xiàn)象。然后定義輸入時滯,以利用時滯系統(tǒng)和采樣系統(tǒng)已有的研究成果。同時也注意到定義的輸入時滯一階導數(shù)等于1的特點,并結合凸組合方法構造一個改進的Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函,從而對系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題和狀態(tài)反饋控制器設計問題進行研究。最后,通過數(shù)例仿真驗證所得到的穩(wěn)定性判據具有較小的保守性,所給出的狀態(tài)反饋控制器設計方案的有效性。(2)考慮到實際環(huán)境中,外部干擾對于被控對象的影響往往是不可避免的。在這種情況下,對線性網絡控制系統(tǒng)H_∞控制器設計問題進行研究,并對相應的系統(tǒng)性能進行分析。首先考慮有外部干擾的網絡控制系統(tǒng)模型。然后采用增廣L-K泛函方式對現(xiàn)有文獻所采用的泛函加以改進,并且為了進一步減小保守性,還針對自由權矩陣方法中某些松弛矩陣做出改進。最后,利用數(shù)例仿真與已有的相關結論作對比分析,驗證所得H_∞穩(wěn)定性結果具有較小的保守性,所給出的H_∞控制器設計方案的有效性。(3)前面考慮的都是基于網絡的線性被控對象,但在很多實際情況下,往往面對的是非線性網絡控制系統(tǒng)的控制問題。所以首先利用T-S模糊模型來描述非線性網絡控制系統(tǒng),同時注意到被控系統(tǒng)和控制器的前件變量不匹配時其隸屬函數(shù)不相同的問題。然后利用輸入時滯方法并結合系統(tǒng)特點來構建L-K泛函,對該泛函進行求導和適當?shù)奶幚?從而給出相應的￥H控制器設計方案。最后通過數(shù)例仿真與現(xiàn)有結果進行比較,說明所得結果的有效性。最后對本文的主要內容進行總結,并探討將來需要進一步研究的方向。
【關鍵詞】：輸入時滯方法 T-S模糊模型 網絡控制系統(tǒng) H_∞控制器設計 TrueTime工具箱
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 符號說明9-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究目的和意義12-14
• 1.2 國內外研究概況14-19
• 1.2.1 輸入時滯方法的國內外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 網絡控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢15-17
• 1.2.3 T-S模糊控制技術的國內外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文研究內容及章節(jié)安排19-21
• 第二章 基礎知識21-24
• 2.1 本文相關引理和不等式21-23
• 2.2 TRUETIME工具箱23
• 2.3 本章小結23-24
• 第三章 線性網絡控制系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制24-37
• 3.1 引言24-25
• 3.2 系統(tǒng)描述25-26
• 3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析26-29
• 3.4 狀態(tài)反饋控制器設計29-30
• 3.5 數(shù)例及仿真30-36
• 3.6 本章小結36-37
• 第四章 線性網絡控制系統(tǒng)的H_∞控制37-52
• 4.1 引言37-38
• 4.2 系統(tǒng)描述38-39
• 4.3 系統(tǒng)H_∞穩(wěn)定性分析39-45
• 4.4 H_∞控制器設計45-47
• 4.5 數(shù)例及仿真47-50
• 4.6 本章小結50-52
• 第五章 非線性網絡控制系統(tǒng)的H_∞控制52-66
• 5.1 引言52-53
• 5.2 系統(tǒng)描述53-55
• 5.3 系統(tǒng)H_∞穩(wěn)定性分析55-60
• 5.4 H_∞控制器設計60-61
• 5.5 數(shù)例及仿真61-65
• 5.6 本章小結65-66
• 第六章 總結與展望66-68
• 6.1 全文工作總結66
• 6.2 后續(xù)研究展望66-68
• 參考文獻68-75
• 致謝75-76
• 作者在讀期間發(fā)表的學術論文及參加的科研項目76

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本文編號：875316